CN102649641A - 变频空调启动器陶瓷ptc热敏电阻及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明变频空调启动器陶瓷 PTC 热敏电阻及制造方法，是一种（Ba1-xCaX）TiO3+TiO2+Y2O3+SiO2+Mn(NO3)2系的陶瓷PTC热敏电阻；由TiO2：1.022mol、BaCO3：0.790～0.810mol、CaCO3：0.179～0.185mol、SiO2：0.022～0.023mol、Y2O3：0.0021～0.0022mol、质量百分比50%的Mn(NO3)2溶液0.005ml/wt%，经一次合成法制得。本发明原料选配合理，生产工艺简单，产品居里温度为125～135℃，耐电压能力大于AC800V、室温电阻率190～480Ω·㎝，特别适应变频空调启动器使用。

Description

变频空调启动器陶瓷PTC热敏电阻及制造方法
技术领域
    本发明涉及的是陶瓷PTC热敏电阻及制造方法，特别是用于变频空调启动器的陶瓷PTC热敏电阻的制造方法。PTC代表正温度系数是Positive temperature coefficient的缩写。
背景技术
现有变频空调启动器陶瓷PTC热敏电阻，存在着不足之处一是材料配方中含氧化铅（PbO）或碳酸铅（PbCO3），不附合环保要求；二是电性能不理想，居里温度为120±5℃，动作时间短，容易造成电容器充电不足，影响正常启动，耐电压能力效低，一般小于AC700V，对高电压大电流的耐冲击能力不足，影响使用寿命。         
发明内容
本发明的目的是提供一种产品电性能好，附合环保要求的陶瓷PTC热敏电阻及制造方法，提供一种特别适用于变频空调启动器用的居里温度为130±5℃、耐电压能力达到AC900V以上的陶瓷PTC热敏电阻及制造方法。
本发明提供的是一种（Ba1-xCaX）TiO3+TiO2+Y2O3+SiO2+Mn(NO3)2系的陶瓷PTC热敏电阻。
原料摩尔配比：
TiO2：1.022mol；
BaCO3：0.790～0.810mol；
CaCO3:0.179～0.185mol；
SiO2：0.022～0.023mol；
Y2O3：0.0021～0.0022mol；
质量百分比50%的Mn(NO3)2溶液 0.005ml/wt%；  
经一次合成法制得。
本发明陶瓷PTC热敏电阻制造方法：
原料摩尔配比：
TiO2：1.022mol；
BaCO3：0.790～0.810mol；
CaCO3:0.179～0.185mol；
SiO2：0.022～0.023mol；
Y2O3：0.0021～0.0022mol；
质量百分比50%的Mn(NO3)2溶液 0.005ml/wt% ， 即质量百分比50%的Mn(NO3)2的用量为TiO2、BaCO3、CaCO3、 SiO2、Y2O3用量总合的0.005 ml /克。
材料纯度要求：
TiO2≥99.5% ，BaCO3≥99.8%，CaCO3≥99.5%，SiO2≥99.9%，Y2O3≥99.99%。
制备方法：
   1)一次混料：将烘干后称量好的原料配料放入球磨罐，按原料配料:玛瑙球:去离子水重量比=1:1.5: 1.5,进行球磨，时间10-24小时，去离子水要求大于8MΩ；
    2)预烧合成；将一次球磨好的配料制成圆柱状，用高温炉在1170±10℃烧2小时，然后自然冷却到200℃，取出自然冷却至室温；
 3)二次混料；将预烧合成好的材料，按原料配料:玛瑙球:去离子水重量比=1:1.5: 1.3～1.5进行球磨，时间10-24小时，去离子水要求大于8MΩ； 
     4)造粒；将上述二次混料物料按原料配料:PVA粘合剂重量比=1:0.13混合搅拌均匀，然后进行造粒，造粒方式可采用机器设备造粒，造粒好的材料过筛；PVA粘合剂配制为去离子水:聚乙烯醇:酒精:丙三醇重量比=100:8:20:6.7搅拌加热煮沸2小时，冷却后过滤制得；
         5)压片成型；将造粒好的粒径为105-380微米的物料，用压片机压片成型；
 6)烧结；将压制好的坯片放在氧化铝托板上的二氧化锆条上，然后放入高温烧结炉进行烧结，烧结曲线从常温按5℃/分钟升到800℃，保温1小时，再按5℃/分钟升到1320℃～1380℃，保温1～2小时，再按2～3℃/分钟降到800℃，最后降至常温；
7)磨平面；将烧结好的陶瓷片，在平面磨机器按产品厚度要求进行磨平面；
8)化学镀镍；将磨好平面的陶瓷片，用超声波机器清洗后进行化学镀镍，达到欧姆接触电极；
9)磨直径；将化学镀镍好的陶瓷片，按直径要求进行磨直径，磨后用超声波清洗烘干；
10)印银；将磨直径好的陶瓷片，印银电极，烧银温度为560±20℃，烧渗8～15分钟，得陶瓷PTC热敏电阻。    
本发明全部采用环保材料制造，产品符合国际环保要求，原料选配合理，生产工艺简单，省去了BaTiO3、CaTiO3的合成工艺，简化了材料制备工艺，产品居里温度为125～135℃，耐电压能力大于AC800V、室温电阻率190～480Ω·㎝，产品电性能有较大的提高，大大提高了耐电压能力，特别适应变频空调启动器使用。
具体实施方式
实施例1
原料摩尔配比：
TiO2：1.022mol，  
BaCO3：0.790 mol， 
 CaCO3：0.179 mol，
SiO2：0.022 mol  
Y2O3：0.0021mol，  
质量百分比50%的Mn(NO3)2溶液：0.005ml/wt%；
制备方法：
   1)一次混料：将烘干后称量好的原料配料放入球磨罐，按原料配料:玛瑙球:去离子水重量比=1:1.5: 1.5,进行球磨，球磨罐转速为50±5转/分钟，时间20小时，去离子水要求大于8MΩ；
    2)预烧合成；将一次球磨好的配料进行烘干去除大部水份后制成圆柱状，用高温炉在1170±10℃烧2小时，然后自然冷却到200℃，取出自然冷却至室温；
 3)二次混料；将预烧合成好的材料，按原料配料:玛瑙球:去离子水重量比=1:1.5: 1.4进行球磨，球磨罐转速为50±5转/分钟，时间18小时，去离子水要求大于8MΩ； 
4)造粒；将上述二次混料物料按原料配料:PVA粘合剂重量比=1:0.13混合搅拌均匀，然后进行造粒，造粒好的材料过筛；
 5)压片成型；将造粒好的粒径为105-380微米的物料，用压片机压片成Φ16.7mm×4.65mm的圆片；
6)烧结；将压制好的坯片放在氧化铝托板上的二氧化锆条上，然后放入高温烧结炉进行烧结，烧结曲线从常温按5℃/分钟升到800℃，保温1小时，再按5℃/分钟升到1350℃，保温1.5小时，再按2.4℃/分钟降到800℃，最后自然降至常温；
7)磨平面；将烧结好的陶瓷片，用平面磨机磨成厚度3.9mm；
8)化学镀镍；将磨好平面的陶瓷片，用超声波机器清洗后进行化学镀镍；
9)磨直径；将化学镀镍好的陶瓷片，用外圆磨机磨直径为Φ14mm，磨后用超声波清洗烘干；
10)印银；将磨直径好的陶瓷片，印银电极，烧银温度为560℃，烧渗10分钟，得陶瓷PTC热敏电阻。
实施例2
原料摩尔配比：
TiO2：1.022mol，
BaCO3：0.8 mol，  
CaCO3：0.182mol，
SiO2：0.0225mol， 
Y2O3：0.00215mol，   
质量百分比50%的Mn(NO3)2溶液：0.005ml/wt%；
    制备方法同实施例1。
实施例3
原料摩尔配比：
TiO2：1.022mol，  
BaCO3：0.81 mol，   
CaCO3：0.185mol，
SiO2：0.023mol，  
Y2O3：0.0022mol， 
质量百分比50%的Mn(NO3)2溶液：0.005ml/wt%；
制备方法同实施例1。
按GB/T7153—2002对样品的电性能测试结果如下：
实验方式 耐电压能力 室温电阻率 居里温度
① AC1000V 230Ω·cm 128℃
② AC950V 200Ω·cm 130℃
③ AC950V 195Ω·cm 132℃

Claims (2)

1.变频空调启动器陶瓷PTC热敏电阻，是一种（Ba1-xCaX）TiO3+TiO2+Y2O3+SiO2+Mn(NO3)2系的陶瓷PTC热敏电阻；其特征是：
原料摩尔配比：
TiO2：1.022mol；
BaCO3：0.790～0.810mol；
CaCO3:0.179～0.185mol；
SiO2：0.022～0.023mol；
Y2O3：0.0021～0.0022mol；
质量百分比50%的Mn(NO3)2溶液 0.005ml/wt%；  
经一次合成法制得。
2.变频空调启动器陶瓷PTC热敏电阻制造方法，其特征是：
原料摩尔配比：
TiO2：1.022mol；
BaCO3：0.790～0.810mol；
CaCO3:0.179～0.185mol；
SiO2：0.022～0.023mol；
Y2O3：0.0021～0.0022mol；
质量百分比50%的Mn(NO3)2溶液 0.005ml/wt% ；
制备方法：
   1)一次混料：将烘干后称量好的原料配料放入球磨罐，按原料配料:玛瑙球:去离子水重量比=1:1.5: 1.5,进行球磨，时间10-24小时，去离子水要求大于8MΩ；
    2)预烧合成；将一次球磨好的配料制成圆柱状，用高温炉在1170±10℃烧2小时，然后自然冷却到200℃，取出自然冷却至室温；
    3)二次混料；将预烧合成好的材料，按原料配料:玛瑙球:去离子水重量比=1:1.5: 1.3～1.5进行球磨，时间10-24小时，去离子水要求大于8MΩ； 
     4)造粒；将上述二次混料物料按原料配料:PVA粘合剂重量比=1:0.13混合搅拌均匀，然后进行造粒，造粒方式可采用机器设备造粒，造粒好的材料过筛；PVA粘合剂配制为去离子水:聚乙烯醇:酒精:丙三醇重量比=100:8:20:6.7搅拌加热煮沸2小时，冷却后过滤制得；
         5)压片成型；将造粒好的粒径为105-380微米的物料，用压片机压片成型；
 6)烧结；将压制好的坯片放在氧化铝托板上的二氧化锆条上，然后放入高温烧结炉进行烧结，烧结曲线从常温按5℃/分钟升到800℃，保温1小时，再按5℃/分钟升到1320℃～1380℃，保温1～2小时，再按2～3℃/分钟降到800℃，最后降至常温；
7)磨平面；将烧结好的陶瓷片，在平面磨机器按产品厚度要求进行磨平面；
8)化学镀镍；将磨好平面的陶瓷片，用超声波机器清洗后进行化学镀镍，达到欧姆接触电极；
9)磨直径；将化学镀镍好的陶瓷片，按直径要求进行磨直径，磨后用超声波清洗烘干；
10)印银；将磨直径好的陶瓷片，印银电极，烧银温度为560±20℃，烧渗8～15分钟，得陶瓷PTC热敏电阻。
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